時變海麵雷達目標散射現象學模型 9787118084658 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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許小劍 著

圖書標籤:

• 海麵雷達
• 目標散射
• 散射現象學
• 時變海麵
• 雷達目標
• 海洋遙感
• 電磁散射
• 模型
• 信號處理
• 海洋環境

店鋪： 博學精華圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118084658

商品編碼：29691119852

包裝：平裝

齣版時間：2013-01-01

基本信息

書名:時變海麵雷達目標散射現象學模型

定價：188.00元

售價：127.8元,便宜60.2元,摺扣67

作者:許小劍

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2013-01-01

ISBN：9787118084658

字數：564000

頁碼：398

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.822kg

編輯推薦

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內容提要

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　　《時變海麵雷達目標散射現象學模型》匯集瞭作者近年來在時變海麵艦船目標寬帶雷達散射特性建模領域基礎理論與仿真應用的研究成果。
　　《時變海麵雷達目標散射現象學模型》利用4大部分、12章的篇幅對時變海麵艦船目標雷達散射現象及其建模與仿真做瞭較全麵的論述。其中，部分由～3章組成，介紹時變海麵電磁散射建模的基本理論和方法，分彆對海譜模型、時變粗糙海而生成方法和粗糙海麵的電磁散射計算技術進行瞭討論。第2部分由第4～7章構成，主要研究時變海麵的後嚮散射調製特性及其統計模型．討論瞭時變海麵的多普勒譜特性、後嚮散射信號調製機理、海雜波統計模型、以及空一時相關海雜波的統計建模與仿真技術。第8～9兩章構成本書的第3部分，討論時變海麵艦船目標的雷達散射建模、仿真與散射機理分析，重點研究瞭海麵艦船目標的水動力運動特性模型和多徑散射模型。第4部分由0～12章構成，闡述時變海麵與目標的高分辨率雷達成像特性建模、散射現象分析及其在目標探測識彆中的應用，包括海麵目標的一維高分辨率距離像、二維閤成孔徑雷達（SAR）和逆閤成孔徑雷達（ISAR）成像以及寬帶單脈衝三維成像等。
　　《時變海麵雷達目標散射現象學模型》可供海洋遙感、空間對地高分辨率觀測、雷達現象學、目標與環境特性技術、雷達和武器係統仿真等技術領域的研究人員和工程技術人員參考，也可作為相關高校教師和研究生的教學與研究參考書。

目錄

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作者介紹

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　　許小劍，1963年生，江西萬安人。1983年獲閤肥工業大學工學學士學位。1986年獲航天部二院工學碩士學位，1994年英國帝國理工高級訪問學者，2002年獲美國內布拉斯加大學博士學位。1986年起在航天二院207所從事科研和管理工作。先後任研究員、室主任、副所長和所長；1999年至2002年在美國內布拉斯加大學環境遙感實驗室研修並獲博士學位；2003年到北京航空航天大學電子信息工程學院任職。現為信號與信息處理學科責任教授。主要研究領域包括遙感特徵建模、分析與處理、雷達成像與目標識彆、智能化信息處理等。獲國傢科技進步二等奬1項、部級科技進步一等奬2項、二等奬4項，1995年獲國務院特殊津貼，1998年被評為航天總公司有突齣貢獻專傢。發錶學術論文200餘篇，其中SCI和EI檢索論文約150篇，閤作齣版專著與教材4部。李曉飛，1983年生。河南南陽人。2005年7月獲北京航空航天大學工學學士學位，2011年1月獲北京航空航天大學工學博士學位，現就職於航天科工集團第二研究院。主要研究方嚮包括海麵電磁散射特性計算、海雜波建模、雷達目標特徵提取與識彆等。發錶SCl、EI檢索論文多篇。刁桂傑，1982年生，河北滄州人。2005年和2008年分彆獲燕山大學電子信息工程專業工學學士學位和信號與信息處理專業工學碩士學位。現就讀於北京航空航天大學，攻讀信號與信息處理專業博士學位，主要研究方嚮為SAR迴波信號建模、高分辨率雷達成像等。薑丹，1981年生，河北保定人。2004年獲河北工業大學信息工程學院電子信息工程專業工學學士學位，2007年獲天津大學電子信息工程學院信號與信息處理專業碩士學位，2011年1月獲北京航空航天大學電子信息工程學院信號與信息處理專業博士學位。現為國傢知識産權局局審查協作北京中心審查員。主要研究領域包括雷達信號處理、電磁散射建模等，在國內外發錶學術論文8篇。

文摘

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序言

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聚焦海麵目標精細探測：時變雷達散射特性研究 海麵目標，尤其是艦船，是海上監視、搜索、識彆以及反恐軍事行動中的關鍵目標。精確掌握其雷達散射特性，是實現高精度探測、識彆與跟蹤的基礎。然而，海麵目標並非 static 實體，其雷達散射截麵（RCS）在不同條件下會發生顯著變化，這種變化具有鮮明的時間特性。本文獻，《時變海麵雷達目標散射現象學模型》，深入探討瞭這一核心問題，旨在構建能夠準確描述海麵目標在時變條件下雷達散射行為的現象學模型，從而為雷達係統設計、信號處理算法開發以及目標特性分析提供強有力的理論支撐和實踐指導。 一、 海麵目標雷達散射的復雜性與時變性 海麵目標，如各類艦船，其雷達散射特性受多種因素的綜閤影響，錶現齣高度的復雜性和動態性。這些因素主要包括： 目標自身的幾何結構和材料特性： 船體的不同部位（上層建築、甲闆、桅杆、雷達天綫等）具有不同的形狀、尺寸和材料，它們對雷達波的反射和散射具有獨立的貢獻。同時，這些結構的組閤與相對位置也會隨時間發生變化（例如，船體姿態的擺動）。 目標與海麵之間的相互作用： 船體與海麵的接觸部位（船底、舭部）會産生顯著的錶麵散射和邊緣散射。海浪的拍打、船體在海麵上的運動（俯仰、橫滾、垂蕩）會改變船體與海麵之間相對的角度和距離，從而影響散射源的幾何配置，進而改變整體的雷達散射特性。 海況的影響： 海浪的高度、頻率、波浪譜以及海麵上的泡沫、飛濺等都會對雷達波的傳播和散射産生影響。即使是同一艘船，在平靜海麵和洶湧海麵上的雷達散射錶現也會截然不同。海浪的動態變化直接導緻瞭目標散射特性的時變性。 目標姿態的變化： 船體在海浪作用下會發生不同程度的俯仰、橫滾和垂蕩運動。這些姿態的變化會改變船體各部件對雷達波的照射角度，改變散射源的空間分布，導緻RCS隨時間快速變化，形成雷達散射的“閃爍”現象。 目標的運動： 船隻自身的航行運動（前進、轉嚮、加減速）雖然其周期相對較長，但也會引起目標相對於雷達站的方位和距離變化，從而進一步疊加在姿態變化引起的RCS變化之上。 照射參數的變化： 雷達的照射頻率、極化方式、入射角度等也會影響散射的強度和模式。雖然在探測過程中，雷達參數通常保持穩定，但雷達掃描的不同時刻，目標在空間中的投影角度是不同的，也會帶來散射特性的變化。 上述因素相互交織，使得海麵目標RCS呈現齣復雜的、非綫性的、隨時間演變的特性。這種時變性不僅體現在RCS的幅值變化上，還可能體現在散射的方嚮圖、極化響應等方麵。傳統上，對於海麵目標的RCS建模，往往采用簡化假設，例如將目標視為剛性體、忽略海浪影響等，這使得模型在描述真實場景下的目標散射行為時存在較大的局限性。 二、 現象學模型的構建思路與方法 《時變海麵雷達目標散射現象學模型》的核心在於構建一種能夠有效刻畫海麵目標RCS時變特性的現象學模型。與純粹的電磁仿真方法（如MFIE、PO等）相比，現象學模型側重於從宏觀層麵，基於對目標散射機理的物理認知，通過引入一係列能夠反映實際物理過程的參數，來擬閤和描述觀測到的目標散射行為。這種方法具有計算效率高、易於工程實現等優勢，尤其適用於需要實時或準實時進行目標分析的場景。 文獻所采用的現象學建模思路，可能包含以下幾個關鍵方麵： 1. 模型的基本構成： 基礎散射體模型： 將復雜的海麵目標分解為一係列具有代錶性的基礎散射體，例如柱體（桅杆）、平闆（船體舷側）、圓錐體（雷達罩）等。每個基礎散射體都有其自身的幾何參數和散射特性。 海麵交互模型： 顯式或隱式地考慮海麵散射對目標散射的貢獻，例如通過引入海麵反射係數或者模擬海浪對船體産生的擾動。 姿態動力學模型： 建立描述目標姿態（俯仰、橫滾、垂蕩）隨時間變化的數學模型，該模型通常基於海洋動力學和船舶運動學原理，考慮海浪譜、波浪載荷以及船舶的運動阻尼等因素。 時變RCS函數： 將上述模型有機結閤，形成一個能夠輸齣隨時間變化的RCS值或者RCS矩陣的函數。該函數可能的形式包括： 統計模型： 基於大量觀測數據，通過概率統計的方法，描述RCS的概率分布和隨時間的演變規律，例如，將RCS建模為均值和方差隨時間變化的隨機過程。 解析模型： 嘗試推導齣RCS隨時間變化的解析錶達式，該錶達式中包含描述目標幾何、姿態、海況等因素的參數。 混閤模型： 結閤統計和解析方法的優點，例如，使用解析模型描述某些主要散射機理，使用統計模型來補償模型中的不確定性和未建模的散射成分。 2. 關鍵建模技術： 散射源的分解與疊加： 將整個船體的RCS分解為各個主要散射源（上層建築、船體、天綫等）的RCS貢獻之和，並考慮它們之間的相乾或非相乾疊加。 投影麵積與散射係數： 利用目標在雷達波照射下的投影麵積以及各部分錶麵的有效散射係數來計算RCS。當目標姿態變化時，投影麵積和照射角度會隨之改變，進而影響RCS。 海浪對散射的影響模擬： 采用簡化的模型來模擬海浪對船體姿態的影響，或者直接將海浪對散射的影響視為一種隨機擾動疊加到基礎RCS上。例如，可以利用海浪譜來驅動一個描述船體運動的動力學模型，然後根據船體的瞬時姿態計算RCS。 極化特性的考慮： 在更深入的模型中，可能會考慮目標散射的極化特性，例如HH、VV、HV、VH極化下的RCS變化，這對於目標識彆具有重要意義。 參數辨識與模型優化： 利用實際觀測到的雷達迴波數據，通過參數估計技術（如最小二乘法、最大似然估計等）來辨識模型中的未知參數，並對模型進行優化，使其能夠更好地擬閤觀測數據。 三、 研究的意義與應用價值 《時變海麵雷達目標散射現象學模型》的研究具有重要的理論和應用價值： 提升雷達係統性能： 精確目標跟蹤： 準確的時變RCS模型能夠幫助雷達更好地預測目標在後續時刻的RCS，從而減小跟蹤誤差，提高跟蹤的魯棒性，特彆是在存在RCS劇烈起伏的情況下。 有效目標檢測： 瞭解目標RCS的時變特性，有助於設計更優的檢測閾值，降低虛警率，同時保證對真實目標的漏檢率。例如，可以根據RCS的統計特性來動態調整檢測門限。 高級目標識彆： 目標RCS的時變行為本身蘊含瞭目標的重要信息，例如船體的運動狀態、船體的結構特徵、甚至與海浪的耦閤方式。通過分析RCS的時間序列特徵，可以開發更精細的目標識彆算法。 支撐雷達信號處理算法開發： 相乾積纍優化： 在利用相乾處理技術進行目標探測和參數估計時，需要考慮目標RCS的時變性對相乾積纍增益的影響。模型可以為相乾積纍的時長和窗長選擇提供指導。 非相乾積纍策略： 對於非相乾積纍，RCS的波動性會影響積纍效果。理解RCS的波動特性有助於設計更有效的非相乾積纍策略。 自適應濾波： 基於時變RCS模型，可以設計自適應濾波器，以應對目標RCS的快速變化，從而提高信號提取的效率。 促進雷達係統仿真與測試： 場景仿真： 模型可以作為雷達仿真軟件中的目標模型，用於生成逼真的雷達迴波信號，模擬不同海況和目標運動條件下的探測場景，為雷達係統的設計、測試和驗證提供有效手段。 評估算法性能： 利用模型生成的仿真數據，可以對各種雷達信號處理算法進行性能評估，並找齣其優勢和不足。 深化對海麵目標特性的理解： 物理機理研究： 通過構建和驗證現象學模型，可以更深入地理解海麵目標雷達散射背後的物理機理，特彆是目標與海麵環境的復雜耦閤作用。 數據庫建設： 建立起不同類型海麵目標的時變RCS模型庫，將為雷達領域的研發人員提供寶貴的參考資料。 四、 未來展望 盡管《時變海麵雷達目標散射現象學模型》在理論和應用上都取得瞭顯著進展，但對海麵目標雷達散射特性的研究仍麵臨諸多挑戰。未來的研究可以從以下幾個方嚮深入拓展： 更高精度和更細粒度的模型： 隨著雷達分辨率的提高和目標模型復雜度的增加，需要發展能夠描述目標更細微結構（如甲闆上的設備、天綫的細節）以及海麵更復雜動態（如非綫性波浪、湧浪）的時變RCS模型。 多物理場的耦閤效應： 海麵目標在實際環境中還會受到其他物理場的影響，如電磁乾擾、目標自身的電子設備輻射等。未來的模型可以考慮這些多物理場之間的耦閤效應。 機器學習與人工智能的應用： 結閤大數據和人工智能技術，利用大量的實測數據訓練和優化現象學模型，或者直接構建基於深度學習的端到端模型，可能能夠更有效地捕捉海麵目標RCS的時變規律。 實時自適應建模： 發展能夠實時監測和更新模型參數的自適應建模技術，使得雷達係統能夠根據實時的觀測數據動態調整目標模型，從而實現更魯棒的跟蹤和識彆。 模型驗證與數據獲取： 持續加強模型與實測數據的比對驗證，以及對不同海況、不同目標、不同觀測模式下的海麵目標RCS數據進行係統性的采集和分析，將是推動模型發展的重要基礎。 總而言之，《時變海麵雷達目標散射現象學模型》的研究，為精確理解和描述海麵目標雷達散射這一復雜動態過程提供瞭重要的理論框架和實踐工具。其研究成果將有力地推動海麵目標雷達探測、跟蹤、識彆等關鍵技術的發展，為維護國傢海洋權益、提升軍事偵察能力提供堅實的技術保障。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭些時間閱讀瞭關於背景理論和前幾章的引言部分，感覺作者的寫作風格非常紮實且注重基礎的構建。他沒有急於拋齣那些高深的數學模型，而是先花瞭大量篇幅梳理瞭海麵微波散射研究的曆史脈絡和現有模型的優缺點，這對於一個初涉此領域的研究者來說是極大的幫助。這種循序漸進的敘述方式，使得那些看似晦澀難懂的物理圖像能夠逐漸在腦海中清晰起來。特彆是作者在迴顧經典理論時所展現齣的批判性思維，讓我感到受益匪淺，他不僅僅是在陳述“是什麼”，更是在探討“為什麼是這樣”以及“它還能怎樣改進”。這種深厚的學術底蘊和娓娓道來的講解方式，讓閱讀過程少瞭一些枯燥，多瞭一些與智者對話的樂趣，非常適閤需要係統性學習該領域基礎知識的同行。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構組織呈現齣一種高度的係統性和邏輯性，讀起來有一種“環環相扣”的掌控感。從第一章的基礎鋪墊，到中間模型構建，再到最後對應用場景的展望，章節之間的過渡非常自然流暢，很少齣現概念斷裂或者信息跳躍的感覺。這種精心設計的章節脈絡，使得讀者可以非常清晰地追蹤作者的思路，一步步地建立起對整個復雜係統的認知。我感覺作者在編排內容時，充分考慮到瞭學習者的認知負荷，確保知識點是纍積而非堆砌的。這本書的厚重感並非源於內容的冗餘，而是源於知識的密集和體係的完備，它提供瞭一個堅實的知識底座，讓人在麵對未來復雜的海麵目標識彆和跟蹤挑戰時，能夠胸有成竹。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度和廣度確實令人贊嘆。從宏觀的介質特性到微觀的波束互作用，作者構建瞭一個非常完整的理論框架。我注意到書中對不同尺度下散射機製的區分討論非常到位，這在很多同類著作中是比較少見的。很多地方的數學推導極其細緻，幾乎每一步的依據和假設都被清晰地標注齣來，這體現瞭作者嚴密的邏輯思維能力。雖然我個人的數學基礎隻能算中等偏上，但麵對這些復雜的傅裏葉變換和積分方程時，書中詳盡的步驟解析還是極大地降低瞭我的理解門檻。可以說，這本書不僅僅提供瞭一個模型，它更像是一本“如何建立並驗證”這類模型的工具書，對於想要在此基礎上進行二次開發或創新性研究的人來說，其參考價值是無可替代的。

評分☆☆☆☆☆

相比於市麵上一些偏嚮於純理論推導的教材，這本書在“現象學”的闡述上做得尤為齣色。作者似乎非常注重將抽象的數學語言“翻譯”成可觀察、可測量的物理圖像。書中穿插的對比分析，比如在不同海況參數下，雷達迴波特性的直觀變化趨勢，極大地增強瞭可讀性和應用性。我特彆欣賞作者在討論模型局限性時所錶現齣的坦誠態度，他並未將自己的模型描述為“萬能鑰匙”，而是清晰地指齣瞭在何種物理條件下，現有模型的適用邊界在哪裏，以及未來可能的發展方嚮。這種實事求是的態度，對於我們進行實際工程應用時的模型選擇和誤差預估，提供瞭極其寶貴的指導意見，避免瞭盲目套用理論公式的風險。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計和裝幀質量給我留下瞭非常深刻的印象。裝幀精美，紙張的質感也很好，拿在手裏很有分量感，一看就是一本用心打磨的學術專著。初翻閱時，被其嚴謹的排版和清晰的圖錶所吸引，雖然內容涉及瞭復雜的物理現象和數學推導，但作者在呈現方式上似乎下瞭不少功夫，力求讓讀者能夠更好地理解那些抽象的概念。特彆是那些示意圖和實驗數據的插圖，繪製得非常專業且直觀，這對於理解海麵散射的復雜機製至關重要。整體來看，這本書的物理形態非常符閤一本高質量專業書籍的標準，讓人有深入研讀的欲望。雖然我尚未深入到每一個公式細節，但從排版和視覺呈現上，已經能感受到作者對學術嚴謹性的追求。這種對細節的關注，往往預示著內容的深度和可靠性。